(57)【要約】【課題】  排気管路のレイアウトの制約に起因する触媒コンバータの浄化性能の低下を抑制することができる車両用排気管路の構造を提供する。【解決手段】  排気マニホールド１１は、ディーゼル・エンジンの排気ポートからほぼ水平方向に延びた後、その下流側の曲がり部１５で下方に曲がっている。排気マニホールド１１の下流側端部には、ディーゼル・エンジンの側方においてその軸線を上下に向けた状態で配設された触媒ケース１２が接続されている。曲がり部１５の外側コーナ部１５ａには、触媒ケース１２の上流側の排気ガス流を、曲がり部１５の内側コーナ部１５ｂ側へ寄せるためのくびれ部１５ｃを設ける。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関における排気管路内に排気ガス浄化用触媒コンバータが配設され、この触媒コンバータの直前に排気管路の曲がり部が形成された車両用排気管路の構造であって、
前記触媒コンバータの上流側の排気ガス流を前記曲がり部の内側コーナ部側へ寄せるためのガス流変向部を曲がり部の外側コーナ部に設けたことを特徴とする車両用排気管路の構造。
【請求項２】
前記ガス流変向部は、前記曲がり部の外側コーナ部における排気管路の周壁の一部を変形させることにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用排気管路の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気ガスを浄化するための排気ガス浄化用触媒コンバータが配設された車両用排気管路の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両用排気管路としては、図３に示すように、内燃機関に接続された排気マニホールド５０の直後に触媒コンバータ５１を設けたものがある。このような車両用排気管路は、例えば特許文献１にも開示されている。図３において、触媒コンバータ５１は、排気マニホールド５０の下流側端部に接続される触媒ケース５２内に収容されている。この触媒コンバータ５１は、内燃機関の側方において、その軸線をほぼ上下方向に向けた状態で配設される。これは、車両における機関室内の設置空間の制約による。このため、排気マニホールド５０は、内燃機関の排気ポートからほぼ水平方向に延びた後、大きく下方に曲がって触媒ケース５２の上端に接続される。
【特許文献１】特開平７−３２４６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、上記のような排気管路の構造において、内燃機関の排気ポートから排気マニホールド５０に排出された排気ガス流は、排気マニホールド５０に沿って一旦ほぼ水平方向に進んだ後、排気マニホールド５０の曲がり部５３で下方に急激に向きを変えられる。このため、排気ガス流は、曲がり部５３の外側コーナ５３ａ側に寄った偏流となって触媒コンバータ５１に入る。すなわち、排気ガス流は、触媒コンバータ５１に対し、曲がり部５３の外側コーナ５３ａ側に偏った状態で入る。この結果、触媒コンバータ５１において曲がり部５３の内側コーナ５３ｂ側には、排気ガスが十分に導入されず、排気ガスの浄化を十分に行わない部分Ｒができる。従って、触媒コンバータ５１の浄化性能が十分に発揮できない状態となっていた。
【０００４】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであって、その目的は、排気管路のレイアウトの制約に起因する触媒コンバータの浄化性能の低下を抑制することができる車両用排気管路の構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、内燃機関における排気管路内に排気ガス浄化用触媒コンバータが配設され、この触媒コンバータの直前に排気管路の曲がり部が形成された車両用排気管路の構造であって、前記触媒コンバータの上流側の排気ガス流を前記曲がり部の内側コーナ部側へ寄せるためのガス流変向部を曲がり部の外側コーナ部に設けたことを特徴とする。内燃機関から排気管路に排出された排気ガス流は、排気管路の曲がり部を通過するときに曲がり部の外側コーナ部側に寄る。ここで、曲がり部の外側コーナ部側に寄った排気ガス流は、外側コーナ部に設けられたガス流変向部により、曲がり部の内側コーナ部側に寄せられる。このため、曲がり部の外側コーナ部を通過した排気ガス流は、触媒コンバータの中央部に向かう。この結果、触媒コンバータの全体に排気ガスが導入される。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ガス流変向部は、前記曲がり部の外側コーナ部における排気管路の周壁の一部を変形させることにより形成されていることを特徴とする。このため、新たな部材を用いず、しかも、設置スペースの増大を招かない。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、排気管路の曲がり部で外側コーナ部側に寄った排気ガス流は、ガス流変向部により曲がり部の内側コーナ部側に寄せられて触媒コンバータの中央部に向かう。このため、触媒コンバータの全体に排気ガスが導入されるので、排気管路のレイアウトの制約に起因する触媒コンバータの浄化性能の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を具体化した一実施形態を、図１及び図２に従って説明する。
図２に示すように、内燃機関としてのディーゼル・エンジン１０には、その図示しない排気ポートに排気マニホールド１１が接続されている。排気マニホールド１１には、触媒ケース１２が接続されている。触媒ケース１２は、ディーゼル・エンジン１０の側方においてその軸線Ｍを上下に向けた状態で配設され、その上端が排気マニホールド１１の下流側端部に接続されている。触媒ケース１２の下端には、ロワフランジ１３を介して排気管１４が接続されている。本実施形態では、排気マニホールド１１及び触媒ケース１２が排気管路を構成する。
【０００９】
前記排気マニホールド１１は、ディーゼル・エンジン１０の排気ポートからほぼ水平方向に延びた後、触媒ケース１２との接続の直上において、曲がり部１５で下方へ曲がっている。
【００１０】
図１に示すように、曲がり部１５の外側コーナ部１５ａには、同外側コーナ部１５ａにおける排気マニホールド１１の周壁の一部を変形させることにより、内側コーナ部１５ｂ側にせりだしたくびれ部１５ｃ（ガス流変向部）が設けられている。くびれ部１５ｃは、ディーゼル・エンジン１０から排気マニホールド１１に排出された後、曲がり部１５の外側コーナ部１５ａ側に寄ろうとする排気ガス流を変向させ、曲がり部１５の内側コーナ部１５ｂ側へ寄せるようになっている。
【００１１】
触媒ケース１２内には、共に円柱状の上流側触媒コンバータ２１及び下流側触媒コンバータ２２が内装されている。両触媒コンバータ２１，２２は、触媒ケース１２の軸線Ｍ上において近接するように配設されている。上流側触媒コンバータ２１及び下流側触媒コンバータ２２は、触媒ケース１２の内周面に対し、それぞれマット２３を介して支持されている。
【００１２】
上流側触媒コンバータ２１は周知のＮＯｘ吸蔵還元型触媒コンバータであって、多数の貫通孔を有するハニカム状のセラミック担体に貴金属触媒を付着させたものである。上流側触媒コンバータ２１は、ディーゼル・エンジン１０の通常運転時において排気が酸化雰囲気（理想空燃比よりも低い空燃比）にあるときには、各貫通孔を通過する排気ガス中からＮＯｘを吸蔵する。また、上流側触媒コンバータ２１は、還元雰囲気（理想空燃比あるいは理想空燃比よりも低い空燃比）においては、吸蔵しているＮＯｘをＮＯとして離脱させ、ＨＣやＣＯにより還元させる。これにより、排気ガス中からＮＯｘが除去される。
【００１３】
下流側触媒コンバータ２２は多孔質セラミックからなるモノリス構造体からなる。下流側触媒コンバータ２２は、モノリス構造体中に微少孔を有し、この微少孔の表面に形成されたＮＯｘ吸蔵還元触媒層により、酸化雰囲気及び還元雰囲気を通じて排気ガス中のＮＯｘを除去する。また、下流側触媒コンバータ２２は、排気ガス中の排気ガス中の粒子状物質（以下「ＰＭ（Particulate Matter）」と称する）を微少孔に捕捉し、この補足したＰＭを、高温酸化雰囲気下でのＮＯｘ吸蔵時に発生する活性酸素によって酸化させ、さらに、還元雰囲気下でのＮＯｘ離脱時に発生する過剰酸素によって酸化除去する。
【００１４】
次に、以上のように構成された本実施形態の作用について説明する。
ディーゼル・エンジン１０の排気ポートから排気マニホールド１１に排出された排気ガスは、排気マニホールド１１に沿って一旦ほぼ水平方向に進んだ後、曲がり部１５で下方に急激に向きを変えられる。このため、曲がり部１５を通過する排気ガス流は、曲がり部１５の外側コーナ部１５ａ側に寄ろうとする。
【００１５】
ここで、排気ガス流は、外側コーナ部１５ａに設けられたくびれ部１５ｃによって流れの向きが変向され、曲がり部１５の内側コーナ部１５ｂに寄ったところを流れる。この結果、上流側触媒コンバータ２１には、その上流側端面２１ａのほぼ全体から排気ガスが導入される。そして、上流側触媒コンバータ２１に導入された排気ガスからは、上流側触媒コンバータ２１の全体でＮＯｘが除去される。
【００１６】
上流側触媒コンバータ２１で浄化された排気ガスは、その下流側端面２１ｂから下流側に排出される。上流側触媒コンバータ２１から排出された排気ガス流は、上流側触媒コンバータ２１と同一軸線Ｍ上に配設された下流側触媒コンバータ２２に対してもその上流側端面２２ａのほぼ全体に当たる。この結果、下流側触媒コンバータ２２にも、その上流側端面２２ａのほぼ全体から排気ガスが内部に導入される。そして、下流側触媒コンバータ２２に導入された排気ガスからは、下流側触媒コンバータ２２の全体でＮＯｘ及びＰＭが除去される。下流側触媒コンバータ２２から排出された排気ガスは、排気管１４側に排出される。
【００１７】
従って、この実施形態によれば、ディーゼル・エンジン１０の側方において軸線Ｍを上下に向けた状態で配設された触媒ケース１２に触媒コンバータ２１，２２が内装され、その直前に曲がり部１５が設けられた排気管路であっても、各触媒コンバータ２１，２２の浄化性能を十分に発揮させることができる。
【００１８】
また、ガス流変向部としてのくびれ部１５ｃを、曲がり部１５の外側コーナ部１５ａにおける排気マニホールド１１の周壁の一部を変形させることにより形成した。このため、新たな部材を用いず、しかも、設置スペースの増大を招かない。
【００１９】
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・  くびれ部１５ｃに変えて、図３の構成において、同図３に二点鎖線で示すような、ガス流変向部としての案内板３０を外側コーナ部５３ａの内側面に設けた構成とすること。この場合には、案内板３０が、排気ガス流を内側コーナ部５３ｂ側へ寄せる。
【００２０】
・  本発明を、ターボ・チャージャーのタービン室から延びる排気管路上に触媒コンバータが配設され、この触媒コンバータの直前に排気管路の曲がり部が形成された構成に具体化すること。
【００２１】
・  本発明を、排気マニホールド１１に対し、アッパフランジを介して触媒ケース１２が接続され、触媒ケース１２の直前にアッパフランジの曲がり部が形成された構成に具体化すること。
【００２２】
・  本発明を、内燃機関の排気ポート側から車体プラットフォームの下方まで延ばされた排気管に触媒コンバータが接続され、この触媒コンバータの直前に排気管の曲がり部が形成された構成に具体化すること。
【００２３】
・  本発明を、ガソリン・エンジンにおける排気管路の構造に具体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】一実施形態の排気管路を示す縦断面図。
【図２】ディーゼル・エンジン及び排気管路を示す側面図。
【図３】従来の排気管路を示す縦断面図。
【符号の説明】
【００２５】
１０…内燃機関としてのディーゼル・エンジン、１１…排気管路を構成する排気マニホールド、１２…同じく触媒ケース、１５…曲がり部、１５ａ…外側コーナ部、１５ｂ…内側コーナ部、１５ｃ…ガス流変向部としてのくびれ部、２１…上流側触媒コンバータ、２２…下流側触媒コンバータ、３０…ガス流変向部としての案内板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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